高層建筑消防給水系統超壓的原因及對策分析

臺娜娜 侯濤

摘 要： 隨著城市高層建筑的大量涌現，建筑消防給水系統超壓現象也日益凸顯，如果處理不當，不僅會造成水資源的浪費，還會威脅到消防給水系統的安全。筆者結合自身工作經驗，分析了高層建筑消防給水系統的超壓現象及原因，并提出了幾點防止高層建筑消防給水系統超壓的對策。

關鍵詞： 消防給水系統；超壓問題；超壓原因；防治對策

高層建筑消防給水系統，是高層建筑消防系統的基本組成，隨著高層建筑的不斷發展，建筑消防設施的設置要求也越來越嚴格，同時這也給消防給水系統提出了更高的要求。消防給水系統主要運用于撲救建筑火災，達到抑制火災的目的。所謂消防給水系統的超壓，就是指系統超出本身的壓力承受能力。如果處理不好，就會造成大量水資源的浪費，影響系統自身的安全。因此，找出高層建筑消防給水系統的超壓原因，同時探索相關的防治對策極為必要。

一、高層建筑消防給水系統的超壓原因

高層建筑消防給水系統的超壓現象，在高層建筑物中比較常見，也是最常見的安全隱患之一，必須引起人們的高度重視和關注。所謂超壓，就是指建筑物消防給水系統的水壓超過了其工作壓力的極限，在此情況下，極易造成管道、設備、附件和器材的破壞，還會帶來不均勻給水問題，影響滅火效率和效能，進而影響到系統的正常運作，帶來不必要的損失和嚴重的危害。一般而言，高層建筑消防給水系統的超壓原因可以包括以下幾個方面：

1.高層建筑消防給水系統的出水量較少

一般情況下，在火災發生的初起階段，滅火裝置的出水量往往不是很大，此時消火栓的水槍和自動噴水滅火系統的噴頭只有少數幾個；另外，自動噴水滅火系統終端試水的時候，自動噴水滅火系統所需要的流量也很??；還有，消防給水系統竣工驗收、消防栓壓力試驗、消防泵定期自檢的時候，流量也是不大的。但是，這些系統中的消防泵完全是按照設計秒流量來提供相關動力的，在小流量運作下，設計數值是消防水泵實際流量的數倍，然而，消防泵的流量也就是揚程曲線比較陡，此時，就會造成消防泵的揚程大幅度升高，這也就是消防給水系統超壓的直接原因。

2.高層建筑消防給水系統的豎向分區不合理

隨著社會的發展，建筑物呈現越來越高的態勢，如果建筑對象較高的時候，往往需要進行分區給水。如果高層建筑消防給水系統的豎向分區沒有按照1.0MPa的工作壓力進行分區時，就會使得高層建筑消防給水系統產生超壓的現象，另外，若消防給水管網按最低位置的室內消火栓靜水壓力1.0MPa進行豎向分區，而管網未采取完善的減壓措施，在啟動消防水泵時，管網下部的消火栓會也會由于動壓值大于靜壓值而出現超壓；若采用減壓閥分區給水方式，當減壓閥因故障而關閉不嚴或旁通管上閥門失控時，也會造成下區給水管網的超壓。

3.高層建筑消防給水系統的水錘效應。

“水錘效應”是指在水管內部，管內壁光滑，水流動自如，當打開的閥門突然關閉，水流對閥門及管壁，由于管壁光滑，后續水流在慣性的作用下，迅速達到最大，從而產生一個較大的壓力，并產生破壞作用。如果消防泵運行不當，高層建筑消防給水系統就會因水錘效應而產生超壓現象。比如，如果消防泵出現故障，或者外界突然出現停電的情況造成消防泵停轉，就會造成水錘超壓，進而引起高層建筑消防給水系統的超壓狀況。

4.高層建筑消防給水系統的水泵接合器。

高層建筑采用分區供水時，高層建筑消防給水系統豎向分區的上區和下區會可能共用水泵結合器，這種情況下，如果防止串壓的止回閥密封不好，下區的水泵會因靜水壓力大于其工作壓力而出現超壓的現象。此外，如果消防車內消防泵通過水泵接合器向消防給水系統供水，很有可能造成管網超壓，特別是當給水系統的消防泵與消防車的消防泵串聯起來工作的時候，超壓現象產生的可能性會更大。

5.高層建筑消防給水系統沒有設置排氣裝置。

高層建筑消防給水系統排氣裝置的設置也是極為重要的。以干式自動噴水滅火系統為例，如果系統中沒有設置相關的排氣閥，或者設置的排氣閥的位置不當，當系統啟動時，由于管內氣體不能及時排出，就很容易使管網內的空氣處于被壓縮的狀態，這樣就會產生很大的壓力，進而導致超壓現象的產生。

二、高層建筑消防給水系統超壓的對策分析

高層建筑越來越多，高層建筑消防給水系統是否完善直接關乎人身和財產安全，因此，積極解決高層建筑消防給水系統超壓問題極為必要。解決系統的超壓問題，不僅能夠確保供水均勻，還能夠保證作用面積內可靠給水，保證系統設備及材料的安全。

1.合理布置消防給水系統

預防高層建筑消防給水系統的超壓問題最基本一點，則是需要正確布置系統，提高其承壓能力。第一，高層建筑的自動噴水滅火系統與消火栓給水系統應當作為獨立的個體，區分開來設置各自相對的備用水泵。第二，合理布置系統管網，以自動噴水滅火系統為例：布置管網位置的時候，需要注意的是盡量把噴頭均勻放置在配水管的兩邊，這樣有助于均衡各配水管的內部水壓。第三，合理分區，科學地選擇給水系統分區的界限，盡量降低給水分區的壓力，使之保持在適度的程度，避免啟動消防水泵時，由于動壓值過大而出現超壓。

2. 正確選擇和使用消防泵

消防泵本身的性能是影響系統超壓的一個重要因素，因此，正確選擇和使用消防泵可以有效避免系統超壓。一方面，可以選擇流量―揚程曲線比較平緩的消防水泵，一般來說，水泵的流量與揚程成負相關關系，即水泵流量越大，揚程越小，如果選用的水泵的流量―揚程曲線比較平緩，那么因流量變化產生的揚程變化幅度也就越小，在滅火過程中，水泵的揚程也就越穩定，管網的實際壓力也就越接近設計壓力，從而避免超壓，當然，有條件的單位，也可以采用切線消防泵、水冷直聯消防泵等性能更優的水泵。另一方面，安排專人管理和操作消防水泵，定時檢測消防泵，一旦出現問題要及時維修，避免因為設備故障而系統超壓，從而影響系統的正常使用。

3.設置回流泄壓裝置

從消防泵的出水管上增設一條泄壓支管，該支管可以接入消防水池，該支管上設置泄壓閥，當管網壓力超過系統設定壓力時，泄壓閥自動啟動，從而防止管網超壓。如前面所述，一般火災初期，由于系統實際出水量較小，而水泵仍然按照它本身的特性曲線在運行，通過設置泄壓閥，就可以額外的增加系統出水量，以達到接近水泵的理想工況。隨著系統實際出水量的增加，管網壓力下降，當降低到泄壓閥的設定壓力時，泄壓閥自動關閉，從而保持系統工作壓力恒定。

4.采用相應的減壓裝置

對于高層建筑物消防給水系統的超壓問題，最有效的方式莫過于利用相應的減壓裝置來達到減壓目的，這是預防消防給水系統超壓問題的一大措施。例如，可調式減壓閥，是一種水壓控制的閥門，但是，根據使用目的的不同，功能的差異以及場所的變化，還可以演變成遙控浮球閥、減壓閥、流量控制閥、水泵控制閥、泄壓閥等設施，與此同時，還能夠通過調節自身的出口壓力，將其控制在一定的規定范圍內，這樣就能夠最大限度地保證給水系統的穩定性，并能夠有效地防止超壓問題對給水管網造成的損害。此外，在高層建筑消防給水系統設置過程中，在應用可調式減壓閥的時候，最好采用并聯的設置方式，這樣能夠有效的減少水流造成的管道破壞，并能夠有效促進通道回水管匯合處壓力的平衡和穩定，最大限度地滿足消防滅火系統對出口的壓力以及流量的需求。

三、結語

總之，在現代高層建筑物消防給水系統中，給水系統超壓問題是一個極容易被忽視，也極需要關注的問題，因此，在設計給水系統并開始施工的時候，都需要仔細考慮到相關的減壓和穩壓措施，以免出現消防給水系統超壓現象，保證消防給水系統在長期使用中的不間斷工作，保證每個設施環節的高度可靠性和安全性，降低安全風險，提供穩定保障。 ■

參考文獻

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